Газосиликат и пеноблок разница: Пеноблоки или газосиликатные блоки — что лучше?

Возврат к списку

Газосиликат против пеноблоков | ООО «Акрострой»

Газосиликат против пеноблоков

В прошлой статье мы уже сравнивали газосиликат с газобетоном. Там было все понятно – блоки газосиликатные купить выгоднее, чем газобетон, ведь по всем параметрам он уступает. С пеноблоками не все так просто.

Прежде всего, пеноблок отличается своим составом и технологией производства. В нем нет алюминиевой пудры, благодаря которой газосиликатные стеновые блоки получаются пористыми.  В случае с пеноблоком алюминий заменяют особым  пенообразователем, который добавляется в бетонный раствор.

Различия в технологии производства заключаются в способе приготовления самого блока. Когда кто либо хочет блоки газосиликатные купить, формируется большой монолитный пласт, который впоследствии разрезается на блоки необходимого размера. А вот при изготовлении пеноблоков смесь заливают в небольшие формы , т.е. сам блок формируется сразу же. Именно эти небольшие различия в составе и технологии приводят к разнице в технических характеристиках между данными материалами. Так что же лучше?

Влагостойкость.
Пеноблок практически не впитывает влагу, стеновые блоки из газосиликата устойчивы к влаге, но при долгом воздействии все же начнет ее впитывать. Да, тут пеноблок лучше, однако его влагостойкости недостаточно для полного отказа от наружной изоляции.

Звукоизоляция.
Здесь разница несущественна, хотя пеноблок все же немножко лучше.

Теплопроводность.
По этому параметру стеновые блоки из газосиликата лучше пенобетона.  Утеплять, конечно, придется оба материала, однако при использовании газосиликата утеплителя понадобится меньше.

Прочность.
Здесь пеноблок сильно уступает – лучше блоки газосиликатные купить. Пенобетон, из-за особого состава, лучше подвергается аккуратному сверлению, разрезанию и другим видам обработки. Но это никак не компенсирует пониженную прочность. Еще пеноблок проблематично доставить до места стройки, он легко  крошится и трескается. Если машине придется проехать по ухабистой дороге – стеновые блоки из пенобетона доедут в плохом состоянии.

Отделка.
Стену из пеноблоков сложнее штукатурить. Вообще, пеноблок слишком плохо обрабатывается, пропитывается, штукатурится и скрепляется. А вот если вы решили блоки газосиликатные купить, то будьте уверены, это лучший строительный материал по этим показателям.

Армирование.
Из-за низкой прочности пеноблока его придется серьезно армировать – каждый четвертый ряд. При строительстве дома из газосиликата армируют только дверные и оконные проемы. Хотя, если строится дом с двумя и более этажами, армировать придется в любом случае.

Стоимость.
Стеновые блоки из пенобетона обычно дешевле на 20%, это их самый существенный плюс. Однако, из-за потерь во время доставки, необходимости армировать и сложности при отделке, общие расходы при строительстве дома из газосиликата и пеноблока особо не отличаются.

Теперь вы обладаете всей необходимой информацией и сами способны решить какой материал лучше. И если вам надо блоки газосиликатные купить, звоните нам! Широкий ассортимент, доставка и гибкая система скидок порадуют любого!

Газосиликатные газобетонные блоки, чем разница. Что выбрать

© 2014-2015 Сайт

Выбирая тот или иной материал для возведения стен, нельзя однозначно сказать, что кто-то лучше, а кто-то хуже. Не исключение составляют ячеистые бетоны, такие как газобетон и газобетон. У каждого из этих материалов есть свои преимущества и недостатки, на которые может существенно повлиять выбор между ними.

Итак, чтобы ответить на вопрос — «Что лучше?», Необходимо разобраться, из чего состоит каждый из материалов, а затем внимательно изучить все основные сравнительные характеристики как газобетона, так и газосиликата как целиком, что мы и будем сейчас.

Во-первых, необходимо уточнить, что ни один из этих материалов практически не используется в строительстве в качестве монолитного бетона. Как правило, он изготавливается из готовых блоков разного размера, из которых возводятся стены разного назначения.

Структура и внешний вид бетона — первые сравнения

Как уже было сказано, газобетон и газосиликат относятся к классу ячеистых бетонов. А это значит, что их строение очень похоже, как внешнее, так и внутреннее.В большинстве случаев из-за этого часто путают, а иногда считают, что это одно и то же, но это не так, газосиликатный блок по техническим характеристикам немного отличается от газобетона.

Несмотря на такое сходство, внешние отличия газобетона и газобетона все же есть, в первую очередь — цвет. Первому свойственен более белый цвет, а у газобетона — темно-серый оттенок.

Еще одно важное отличие — это их производство.В газобетоне, как и в большинстве блочных материалов, основным вяжущим является цемент, придающий ему серый оттенок, а в Газиликате — известь.

В отличие от газобетона изготовление газосиликата без твердения в автоклавах недопустимо. Производство газобетона, в свою очередь, позволяет материалу естественным образом застывать на свежем воздухе.

Структура газобетона и газосиликата, как уже говорилось, очень похожа и состоит из множества воздушных ячеек, благодаря чему — стены очень хорошо сохраняют тепло.

Внимание! Винтажная прочность бетона напрямую зависит от количества и размера воздушных пор. Чем меньше пор, тем выше прочность, но теплоизоляционные свойства в этом случае значительно снижаются.

Итак, мы рассмотрели внешние сходства и различия между бетоном, теперь давайте приступим к сравнению характеристик обоих материалов.

Сравнительная таблица газобетона и газосиликата

Для начала рассмотрим таблицу характеристик обоих бетонов, а затем проанализируем все параметры.

Так как у газобетона, как и у газосиликатного, много разных марок по прочности и плотности, мы сравним средние значения характеристик этих материалов не в цифрах, а по методу «лучше — хуже». «:

Стоит отметить, что все основные недостатки газосиликатных блоков очень похожи на отсутствие газобетона, поэтому мы не будем рассматривать их отдельно.

Как видно из таблицы, некоторые характеристики лучше у газосиликата, а некоторые у газобетона. Давайте рассмотрим их чуть позже:

1. За счет более равномерного распределения пор (пустот) газиликат имеет несколько большую прочность по сравнению с газобетоном.
2. Газобетонный блок весит немного больше своего собрата, что немного усложнит кладку и даст дополнительную нагрузку на фундамент под дом.
3. Теплоизоляционные свойства газосиликата также немного лучше, чем у газобетона.
4. По морозостойкости газобетон значительно превосходит своего конкурента, в основном из-за меньшего водопоглощения, так как вода и мороз — худшие друзья любого строительного материала.
5. Благодаря такому же более равномерному распределению ячеек теплоизоляционные свойства газосиликата лучше.
6. Геометрия в газосиликатных блоках более строго выдерживается, что снижает расход кладочного клея и штукатурного материала по сравнению с его конкурентом.
7. Цвет газосиликатных блоков приятнее, а дом, построенный из них, выглядит эстетичнее (естественно, без внешней отделки).
8. Огнестойкость — газобетон имеет несколько лучшие характеристики.
9. Долговечность — вообще отдельная тема, потому что оба материала стали широко использоваться относительно недавно, и практических подтверждений долговечности нет. Думаю, что при правильном использовании с соблюдением техники показатели будут практически такими же.
10. Ну, наконец, финансовая сторона вопроса. Блоки одного объема из газосиликата дороже, чем из газобетона. Это вызвано более сложным производственным процессом.

Кладка стен из газосиликатных блоков происходит аналогично кладке газобетона на клей, кому-то сложно отдать какое-то предпочтение, но все же из-за более правильной геометрии работать с газосиликатом немного приятнее. . Хотя в стоимости самой кладки, как правило, разницы практически нет.

Какому строительному материалу отдать предпочтение?

Рассматривая все вышесказанное, можно сделать вывод, что газосиликат имеет чуть больше преимуществ перед газобетоном, и это неудивительно. Газиликат производится на высокотехнологичном оборудовании и является более современным строительным материалом. Но это не значит, что газобетон не подходит для строительства домов.

У газобетона есть свои преимущества, такие как водопоглощение, огнеупорность и цена, которая сегодня играет далеко не последнюю роль при выборе между ними.

Надеюсь, что эта статья поможет определиться с тем, что вам лучше — газобетон или газосиликат, в зависимости от ваших потребностей и возможностей. И выбор в пользу того или иного стройматериала будет правильным и логичным.

Из всех видов строительных блоков чаще всего путают газобетон и газосиликат, они имеют схожую структуру и характеристики, и на первый взгляд разницы между ними нет. Однозначно сказать, какой из этих материалов лучше, невозможно, они не универсальны и недостатков не обделены.Но у каждого из них есть оптимальная сфера применения.

Приставка «газ» означает, что эти марки бетона получают свою пористую структуру за счет добавления в раствор химикатов, разделяющих пузыри, как при термической обработке, так и в естественных условиях. Конечный диаметр ячеек варьируется от 1 до 3 мм, они имеют правильную круглую форму и равномерно распределены по объему, пористость зависит от марки и достигает 80%. Это позволяет материалам хорошо сохранять тепло и изолировать помещение от посторонних при минимальной нагрузке на фундамент.

Отличия сделаны в составе и технологии изготовления. В состав сырья входит около 24% извести и 62% молотого кварцевого песка, остальное приходится на алюминиевый порошок и щелочные добавки. Смесь разливается по формам и проходит обязательную автоклавную обработку, пористость газосиликата начинается в момент пропаривания под избыточным давлением. Полученный кирпич разрезают на части нужными нитками, изделиям присуща высокая геометрическая точность. К лаймовым они чаще всего имеют белый цвет.

В состав смесей входит не менее 50% цемента, остальные компоненты помимо алюминиевой пудры разные: от природных и экологически чистых мелкозернистых песков и минералов (в том числе извести) до дешевых продуктов вторичной переработки (золы, шлака). Ячеистый бетон этой марки получают как путем автоклавной обработки, так и путем естественного твердения или электрического нагрева. При этом пропарка газобетона позволяет повысить его прочность и добиться требуемых характеристик, но сам процесс образования ячеек начинается раньше, в момент соединения компонентов.Гидравлические (неавтоклавные) виды замерзают под давлением равным атмосферному, такой способ изготовления дешевле, но сам процесс занимает не менее 28 дней (стандартный период гидратации цемента).

Сравнение характеристик

Помимо разной технологии изготовления, различия проявляются в процессе монтажа и эксплуатации: газосликат имеет более легкую и однородную структуру, по способности шумопоглощения превосходит блоки на цементной основе, но уступает по устойчивости к внешним воздействиям. воздействия и долговечность.Все виды, прошедшие автоклавную обработку, выигрывают, так как из-за равномерного распределения пустот именно их рекомендуется выбирать при возведении надежных конструкций, эксплуатируемых в условиях нормальной влажности. Разница между гасиликатом и газобетоном становится более наглядной при сравнении характеристик и свойств:

Оба материала относятся к пожаробезопасным, но под воздействием открытого пламени газобетон сохраняет форму и полезные свойства.Кроме того, несмотря на структуру с закрытыми ячейками, эти типы легкого бетона хорошо впитывают влагу и требуют соответствующей защиты от пара и атмосферных осадков. При риске риска специалисты советуют выбирать продукт на цементной основе, как более стойкий (в таких условиях разница в 5-10% может стать решающей). Ключевое отличие — прочность: благодаря термической обработке под давлением 12-14 атм газосиликат хорошо выдерживает высокие нагрузки и меньше подвержен растрескиванию.

К спорным характеристикам относятся морозостойкость и долговечность, заявленные производителями автоклавной продукции 100 циклов и 50 лет на практике еще не подтверждены.Строительные форумы утверждают, что обе разновидности не превышают 35 в обеих разновидностях и ориентироваться в ней необходимо. На практике газиликатные элементы в этом отношении уступают как из-за отсутствия цемента, так и из-за большего водопоглощения, но в целом разница несущественная.

Какие блоки лучше выбрать для строительства дома?

При сравнении этих материалов ориентируйтесь на:

• Вес: При равном классе прочности бетонные блоки будут тяжелее, они имеют немного большую нагрузку на фундамент.
• Необходимость обеспечения максимального энергосбережения: газосиликат лучше сохраняет тепло. Полезные качества обоих видов проявляются исключительно в сухом состоянии, при недостаточной защите от влаги между ними нет разницы.
• Геометрическая точность, в этом плане выигрывает резка газиликатных элементов, их использование снижает затраты на клей и отделку. Для кладки на цементно-песчаном растворе лучше выбирать неавтоклациальный ячеистый бетон.
• Разница в цене, наличие стройматериалов.При равных размерах изделия из газобетона дешевле, для хозяйственных и подобных построек блоки крепятся естественным, в том числе и самостоятельным производством.

Газосиликат оптимален при повышенных требованиях к прочности конструкций. Используются как обычные перегородки и перегородки, так и нестандартные изделия и пазлы, последние ценятся за хорошие энергосберегающие свойства и удобный захват. Возведение дома из газобетона выбирается при ограниченном строительном бюджете, его неавтоклавные разновидности рекомендуются при заливке монолитных стен и перекрытий.Эти блоки лучше отводят влагу и, в отличие от газосиликатного, не накапливают ее внутри.

Обе разновидности нуждаются в дополнительном армировании при кладке рядов в несущие конструкции.

Защита от влаги проводится сразу, сразу по окончании усадки, при внешней отделке стен предпочтение отдается паропроницаемым материалам или системе вентилируемых фасадов. Для этих целей хорошо подходит сайдинг, он недорогой и не покрывается трещинами.

Средняя стоимость газобетона и газосиликата

Газобетон по сравнению с газосиликатом в силу более простой технологии изготовления дешевле, но это касается только гидратных форм. Качественные автоклавные блоки с высокой геометрической точностью стоят не менее 3400 руб / м3. Лидерами среди производителей газосиликата считаются Hebel, Wehrhahn (ECO), Kostroma ZSM, пенобетон, аэробель, газобетон.

Современный рынок стройматериалов настолько велик, что порой в этом ассортименте легко потеряться, а еще сложно сделать правильный выбор.Выбирайте, что еще лучше — пенобетон или газосиликат поможет сравнение их достоинств, недостатков. Основные условия очень маленькие, однако от них многое зависит от того, какое здание будет построено.

General

Основным преимуществом этих стройматериалов является их невысокая цена при небольшой массе. В этом преимущество всех ячеистых строительных материалов. Хотя оба этих материала изготовлены из ячеистого бетона, они принципиально отличаются друг от друга технологией изготовления.А это сказывается на свойствах и характеристиках.

Сходство и различие в изготовлении

У пенобетона и газосиликата практически одинаковый состав. В обоих материалах присутствуют компоненты: вода, цемент, песок. Поскольку эти ячеистые составы идентичны, они обладают следующими преимуществами:

• огнестойкость;
• устойчивость к плесени, грибку, гниению;
• устойчивость к повреждению стен различными грызунами;
• простота установки.

Если вам известны нюансы кирпичной кладки, то с кладкой из газиликата или пенобетона вы справитесь сами. Именно по этим причинам чаще всего стоит выбор — кирпич, газосиликат или пенобетон?

Стоит остановиться на рассмотрении нюансов, так как газосиликатный:

• Пеноблок получается благодаря технологии производства, в которую добавляется бетонный раствор.Только после этого получившаяся масса засыпается в специальных формах, где обретает крепость, а также силу.
• При химической реакции извести вместе с алюминием образует газосиликат. В массу этого вещества входят мелкие частицы алюминиевой пудры. В ходе этой реакции водород поднимается вверх в виде газа, который образует ячеистую структуру. Этот материал выполнен в виде больших блоков. Gasilicat можно использовать только после того, как масса застынет, и она будет разрезана на нужные блоки.

Кроме того, эти различия в производстве влияют и на характеристики получаемых строительных материалов.

Сравнение характеристик

Чтобы узнать, что отдать предпочтение, газиликатному или пеноблоку, необходимо изначально провести сравнительный анализ их технических свойств. К сожалению, несмотря на стремительное технологическое развитие, до сих пор не существует идеального по всем показателям строительного материала. По этой причине приходится делать выбор на основе анализа и газиликата.

Чтобы выяснить, какой из этих материалов занимает первое место, нам потребуется провести сравнительный анализ по таким характеристикам:

• крепость;
• звукоизоляция;
• теплоизоляция;
• экологическая чистота;
• стоимость;
• способность впитывать влагу;
• нужно ли армирование;
• необходимость в декорациях или отделке;
• сложность монтажных работ;
• качественных материалов.

Прочность

В нашей стране в нашей стране привыкли строить так, что топят не один десяток лет. Если принять во внимание цены на стройматериалы, становится понятно, что это не только лучше, но и просто необходимо. Благодаря этому становится понятным желание выбрать наиболее прочный материал для возведения стен. Необходимо помнить, что газосиликатная крепость намного лучше пенобетона.Однако из-за уменьшенной крепости такие блоки легко разрезают на нужные части, легче проделать отверстие или выступы.

Газосиликатные блоки намного лучше выдерживают различные внешние нагрузки. Помогает им сохранять первоначальную форму и не красить при транспортировке или разгрузке. Из этого следует, что возведенное здание освободится намного прочнее.

Из этого сравнения становится ясно, что сделать выбор сложно. Все напрямую зависит от того, какие операции с блоком будут производиться.Если необходимо его дополнительно обработать, лучше пенобетон. Если требуется конструкция с прочными и гладкими стенами, лучшим выбором станет газосиликат.

Звукоизоляция

Благодаря тому, что у пенобетона особая пористая структура, уровень звукоизоляции получается выше, чем у аналогичных блоков из газосиликата. Но это не значит, что дополнительная звукоизоляция не понадобится.

Теплоизоляция

Все люди хотят иметь теплый и уютный дом.А если учесть, что зимой у нас не слишком тепло, то становится понятно, желание не зависит от отопительных приборов постоянно. Стены, при строительстве которых пеноблоки либо газосиликатные, нуждаются в дополнительном утеплении. Это касается утепления снаружи здания. У Gasilicat гораздо более высокая теплоизоляция, но работы по утеплению необходимы.

Разница между блоками в способности впитывать влагу

Идеальное здание должно быть сухим. В данной ситуации это так, потому что они обладают практически уникальной способностью не впитывать влагу.Благодаря такой устойчивости к влаге специалисты советуют производить гидроизоляцию только снаружи дома, который построен из ячеистых материалов. Различия в газосиликате с точки зрения гигроскопичности имеются, но не слишком значительны. Однако сушка такого материала занимает больше времени.

Монтажные работы

Важным фактором при строительстве является удобство проведения основных технологических работ.Поэтому простота укладки этими материалами — большое преимущество. Пенобетон можно укладывать в любую погоду, хоть под дождь, хоть на снег, хоть на мороз. Кроме того, их можно наносить сразу после изготовления. Приступать к строительству можно сразу, как только материал был доставлен в желаемое место.

А поскольку газосиликат достаточно сильно впитывает влагу, его используют для строительства только после полного высыхания блоков. Однако с ними работает штукатурка, что благотворно сказывается на отделке и отделке.

Многие россияне, столкнувшиеся со строительством загородного дома, решают вопрос выбора материала. Каждому хочется иметь дешевый, прочный, экологически чистый коттедж. Производители предлагают большое количество стройматериалов, при выборе которых можно допустить ошибку. Рассмотрим два популярных материала, из которых сейчас строят наши частные дома, и сделайте свой выбор. Что лучше, пенобетон или газосиликат — такая непростая задача, которую нужно решить.

Сейчас большой популярностью пользуется строительство домов из газосиликатных блоков.Из этого недорогого материала можно быстро построить качественный и уютный дом.

Разница в производстве

Между производителями стройматериалов идет тихая война за потребителя. Реклама с телеэкранов утверждает, что это их продукт лучше и дешевле. Но люди, которые уже успели полюбоваться этим строительным материалом, могут дать объективную оценку. Чтобы узнать о недостатках и преимуществах газосиликата и пенобетона, рассмотрим способ их производства.

• Оба этих материала относятся к ячеистому бетону — искусственному камню, который на 85% состоит из воздушных ячеек. Обеспечивает легкость и хорошую звуко- и теплоизоляцию;
• очень часто путают газобетон и газосиликат. В чем разница между? Второй не содержит в своем составе цемента. Визуально они тоже отличаются. Гасиликат белый, цвет ему придает содержащийся в нем силикат;
• : газосиликатный блок становится твердым, даже если он не помещен в автоклав, газобетон для придания ему нормальных характеристик должен быть помещен в систему автоклава.

Чумные бетонные блоки ниже по теплопроводности и шумоизоляции, а по прочности уступают блокам из газосиликата (газобетон). Цена на газобетонные блоки выше, чем на братьев-близнецов.

Производственный процесс

Газиликат

Устройство мокрого фасада с применением газосиликатного блока: 1 — газосиликатный блок; 2 — клеевой состав; 3 — крепление утеплителя фасада; 4 — утеплитель из минеральной ваты; 5 — Фасадная арматурная черепичная сетка; 6 — армирующая шпатлевка; 7 — Фасадная штукатурка трещиностойкая.

Состоит из качественных и экологически чистых компонентов: воды, песка, цемента, извести. В него добавляется алюминиевый порошок, который выполняет роль газообразователя.

• всю массу тщательно перемешивают, разрезают на нити и укладывают в формы, которые помещают в автоклавную систему. В нем газосиликат подвергается длительной термической обработке. Давление в автоклаве поддерживается на уровне 8-13 атмосфер;
• после всех этих операций получается хороший строительный материал, который не горит, прочный и прочный, хорошо обрабатывается простыми инструментами.
• термообработка, повышенное давление и влажность дает газосиликату эксплуатационное преимущество перед пенобетоном.

Первый вариант выше по прочности и меньшей плотности, чем блоки из пенобетона.

Структура газосиликата с открытыми порами, и это позволяет дышать стенам из таких блоков. Еще одним преимуществом таких изделий перед другим вариантом является их практически идеальная форма. Их можно использовать для кладки внутренних и наружных стен, а также различных перегородок.

Пенобетон

Этот элемент можно изготовить прямо на стройплощадке. Для этого вам понадобится бетономешалка и все комплектующие для изготовления этого материала.

Основное отличие производства — это ингредиенты, которые добавляются в цемент. Они могут создавать пену как органического, так и химического происхождения.

Смешайте все компоненты, хорошо перемешайте и разлейте в формы, где материал замерзает в естественных условиях.

Кроме того:

• пеноблок не отличается точными линейными размерами;
Пеноблок
• имеет структуру с закрытыми порами, поэтому не впитывает влагу и не дышит.

Отличия пенобетона от газосиликата

Конструкция наружной стены из газосиликатных блоков: 1 — монолитный армирующий пояс; 2 — перекрытие плиты; 3 — газосиликатный блок; 4 — базальт-волокнистые соединения; 5 — кладка из лицевого кирпича.

Разница в производстве блоков теперь вам понятна. Теперь рассмотрим, чем отличаются их характеристики и свойства.

Блоки из газосиликата меньшей плотности, но это все же более плотный материал.Следовательно, дом из блоков, для изготовления которого использовался пенобетон, будет весить больше, чем конструкция из блоков из газобетона.

• благодаря обжигу здания из газосиликатных блоков не деформируются. Имеют хорошую геометрию и не меняются со временем. Про пенобетон такого сказать нельзя, пеноблоки не имеют точной геометрии;
• Кроме того, пеноблок подвержен усадке. Из-за этого уменьшаются ее размеры, а в конструкциях могут появиться трещины;
• , но главное в характеристике элементов из пенобетона — это качество их изготовления.Если соблюдать правильные пропорции ингредиентов и пенообразователей, то у вас получатся хорошие пеноблоки с отличной геометрией;
• сравнивая пенобетон и газостойкость, газостойкость и термализацию, вы увидите, что они примерно одинаковы для этих секундомеров;
• водопоглощение пенобетона уникально, сравнение между ними даже не проводится;
• при сравнении газиликата и пенобетона по цене первого проигрывает на 25%.Цена оборудования для производства газобетона намного выше, чем у первого.

Сравнить и выбрать лучший из этих двух ячеистых бетонов — очень непростая задача. Какие блоки самые лучшие, однозначно ответить нельзя.

• газосиликат более прочен, не подвержен усадке, неплох по тепловым показателям. Но цена выше. Его нельзя использовать в жидком состоянии непосредственно на строительной площадке, в отличие от другого варианта. Часто используется для заливки прямо в опалубку.И при этом показатель водопоглощения намного выше.

На вопрос, что лучше выбрать, проводим сравнение

Расширенный ассортимент строительного сырья, предлагаемого предприятиями, затрудняет принятие заказчиком решения о выборе необходимого материала для возведения конструкции. Желая обеспечить долгую эксплуатацию, высокую прочность, экологию возводимого здания застройщик активно использует газобетон, газосиликат, а также керамзитобетон и пенокомпозиты.

Различные строительные изделия, применяемые при возведении жилых и производственных помещений, различаются способом изготовления, эксплуатационными характеристиками, внешним видом и, естественно, ценой.

Не владею особенностями строительной терминологии и характеристиками, прекрасно рассматриваю газобетон и газосиликат со словами-синонимами. Обсуждая особенности использования материалов, их часто называют просто блоками.

В настоящее время при возведении малоэтажных домов используются блоки из легких ячеистых типов бетона — газобетона и газосиликата —

Выбор неподходящего материала для решения строительных задач приводит к нарушению технологии строительства, снижает качество работ по перепланировке, непредвиденным финансовым затратам.Зная отличие газобетона от газосиликатного, можно избежать серьезных ошибок. Подробно рассмотрим, чем газобетон отличается от газосиликатного.

Визуальные отличия

С первого взгляда несложно определить, что это за счетчик топливобетонный или газовый. Зная, что газосиликатный блок не содержит цемента, а пенобетон образован цементом, который является связующей основой, становится понятно, почему есть различия в цветовой гамме:

• белый цвет газосиликатных блоков связан с высоким содержанием силиката (извести) и отсутствием цемента в композитном массиве, отверждающем автоклавный метод;
• серый оттенок газобетона определяет цемент, который является основой массива, который естественным образом приобретает твердость.
№

В зависимости от концентрации цемента, из которого состоит газобетонный блок, и извести, входящей в состав газосиликата, изделия могут иметь незначительные различия в цветовой гамме. Есть светло-серая палитра газобетонных блоков, а также серо-белые оттенки газосиликатных изделий.

Разница между ними заключается в количественном составе сырья и в том, на какой стадии оно входит в производственный процесс

Структура массива

Газиликат и газобетон имеют еще одну отличительную особенность — это гигроскопичность.Повышенная гигроскопичность газосиликата способствует насыщению бетонного массива влагой, что способствует постепенному разрушению бетона под воздействием перепада температур. Газобетон обладает повышенной устойчивостью к впитыванию влаги, отличается более прочной структурой бетонного массива. Легко провести эксперимент, погрузив каждый из указанных материалов в воду.

Несмотря на разную степень гигроскопичности, блоки требуют защиты ячеистой поверхности штукатуркой.Помещения, построенные из ячеистого бетона, обеспечивают комфортную температуру, микроклимат, благоприятный для проживания.

Особенности ячеистого бетона

результаты Голосовать

Где бы вы предпочли жить: в частном доме или квартире?

Задний

Где бы вы предпочли жить: в частном доме или квартире?

Задний

Разберемся, в чем разница между материалами, каждый из которых относится к разновидностям ячеистых бетонов:

Особенности характеристик

Чтобы ответить на вопрос, какой материал лучше использовать для строительства, газиликатный или газобетон, остановимся на характеристиках этих ячеистых материалов, каждый из которых характеризуется свойствами, структура определяется эксплуатационными параметрами:

• прочностные характеристики газосиликата превышают прочность газобетона, что связано с более равномерной концентрацией воздушных полостей в бетонном массиве;
Газоблоки
• из силикатных композитов незначительно отличаются массой, что увеличивает силу тока на фундамент и немного усложняет выполнение работ, связанных с кладкой;

Гасиликат — разновидность ячеистого бетона

• теплоизоляционные характеристики силикатного бетона выше, чем у изделий из газового композита, что связано с более равномерной концентрацией пор воздуха.Это позволяет использовать газосиликатные изделия для строительства зданий, отличающихся комфортным температурным режимом;
• повышенная устойчивость к воздействию отрицательных температур и длительных циклов замерзания и оттаивания, газобетон имеет превосходный силикатный блок, склонный к интенсивному влагопоглощению;
• в отличие от пенобетона, силикатные блоки имеют правильную геометрию, а также характеризуются уменьшенными размерами допусков. Это облегчает кладку, позволяет снизить расход клеевой смеси и состава для выполнения штукатурки;
• эстетическое восприятие белых зданий, построенных из газосиликата, намного выше по сравнению со строительством из серого газонаполненного бетона;
• более высокая стойкость к открытому огню у газобетона, хотя оба материала обладают хорошей огнестойкостью;
• Срок службы строений, основу которых составляют газобетонные и газосиликатные блоки, достаточно велик.Оба материала используются в жилищном и промышленном строительстве непродолжительное время, поэтому сделать вывод о долговечности того или иного из них проблематично.

Перечислив эксплуатационные характеристики, стоит остановиться на финансовой стороне. При равных размерах изделий газосиликатные изделия характеризуются повышенной ценой по сравнению с газобетоном, что связано с особенностями технологии изготовления.

Проблема выбора

Изучив эксплуатационные характеристики блоков из ячеистого бетона, детально изучив газосиликатный и газобетон, можно сделать вывод о наличии серьезных эксплуатационных преимуществ силикатных изделий по сравнению с изделиями из пенобетона.

Использование для производства силикатных материалов специализированного оборудования, наличие лабораторного контроля, гарантирует высокое качество строительного материала. Естественно, что себестоимость продукции влияет на цену продукции. Этот фактор никоим образом не ограничивает использование газобетона в домостроении. Материал отличается доступной ценой, повышенной влагостойкостью и огнеупорностью.

Принятие решения зависит от конкретных задач, решаемых в процессе строительства, а также финансовых возможностей.Главное использовать материал по назначению, соблюдать технологию работ, внимательно изучить отличие газобетона от газосиликатного. Материал статьи поможет принять правильное решение.

границ | Разработка нового вспененного композита диоксид кремния, аэрогель и полипропилен в качестве высокоэластичного теплоизоляционного материала

Введение

В последние несколько лет наблюдается значительный интерес к открытию новых теплоизоляционных материалов для различных областей применения.Например, энергосбережение при обогреве и кондиционировании жилых и офисных помещений является важной проблемой, и в последнее время более важным стало управление температурным режимом информационных и коммуникационных устройств, транспортных средств (Haas and Walter, 2019) и электроприборов. Из-за ограниченного пространства для теплоизоляции и сложных форм необходимы гибкие и тонкие материалы с высокими эксплуатационными характеристиками. Вакуумные изоляционные панели (VIP) обеспечивают наилучшие изоляционные характеристики, но не подходят для многих применений из-за недостаточной гибкости и трудоемкости.Был бы весьма полезен гибкий, высокоэффективный теплоизоляционный лист, который можно легко разрезать, просверливать или приклеивать.

Аэрогели кремнезема были признаны отличными кандидатами в качестве высокоэффективных изоляторов (Aegerter et al., 2011). Благодаря своей сверхнизкой плотности и «эффекту Кнудсена» в мезопористых структурах (Forest et al., 2015) (Jelle et al., 2019) кремнеземные аэрогели демонстрируют очень низкую теплопроводность (0,01–0,02 Вт / (м⋅K ) при комнатной температуре). Теплоизоляционные характеристики не ухудшаются со временем, поскольку низкая теплопроводность зависит от структуры материала, а не от наличия вакуума или газа с низкой теплопроводностью.Это большое преимущество для небольших / тонких теплоизоляционных материалов. Однако хрупкость кремнеземных аэрогелей до сих пор оказалась критическим препятствием для их использования в гибких изоляционных материалах.

Для преодоления этого барьера были исследованы различные композиты на основе кремнезема и аэрогеля. Было показано, что комбинация аэрогеля диоксида кремния и волокон эффективна для повышения механической прочности и улучшения обращения. Неорганические (стекло, диоксид кремния, оксид алюминия и другие оксиды, углерод) и органические (природные и искусственные полимеры) волокна используются в качестве армирующих материалов (Linhares et al., 2019). Композиты с нановолокнами, такими как целлюлоза (Cai et al., 2012) и поливинилиденфторид (Wu et al., 2013), продемонстрировали очень высокую гибкость. Комбинация кремнеземных аэрогелей и нетканых листов или волоконных войлоков успешно продается в качестве промышленных продуктов от Aspen Aerogels , Cabot Corporation и других поставщиков (Miros et al., 2017) и применяется в качестве теплоизоляции для трубопроводов, зданий, зданий и сооружений. в жилых помещениях и в защитной одежде. При низком содержании фиброзных соединений теплопроводность этих материалов близка к теплопроводности кремнеземных аэрогелей (∼0.02 Вт / (м⋅К). Однако отслаивание кремнеземного аэрогеля от композита по существу неизбежно и заметно, поскольку структура кремнеземного аэрогеля очень хрупкая. Поэтому следует избегать использования этих материалов в приложениях, где пыль недопустима.

Были исследованы различные типы композитов кремнеземный аэрогель-полимер, в которых кремнеземные аэрогели использовались в качестве наполнителей в полимерной матрице (Guzel Kaya and Deveci, 2020). Эпоксидная смола (Kim et al., 2015), полиуретан (Cho et al., 2019), полиэтилен (Zulkipli, Romli, 2018) и полиимид (Kim et al., 2014). Композиты кремнеземный аэрогель-термореактивный полимер, полученные путем химической реакции и разделения фаз, были получены для использования при высоких температурах. Например, аэрогелевый композит полимимид-диоксид кремния был разработан с теплопроводностью 0,022 Вт / (м⋅К) (Fan et al., 2019) и Yu et al. изготовили композит на основе фенолоформальдегидной смолы с теплопроводностью 0,028 Вт / (м⋅К) (Yu et al., 2018). Все эти композиты имеют лучшие механические свойства и обрабатываемость, чем простые аэрогели кремнезема, и, вероятно, будут демонстрировать небольшое отслаивание.Однако содержание аэрогеля диоксида кремния в этих композитах невелико, вероятно, из-за множества технических трудностей при смешивании аэрогелей диоксида кремния низкой плотности с полимерами. Кроме того, теплопроводность этих материалов составляет как минимум ∼0,03 Вт / (м⋅K), что сопоставимо с обычными дешевыми теплоизоляционными материалами. Таким образом, применение этих композитов с аэрогелем на основе диоксида кремния в качестве промышленных изоляционных материалов дает небольшое преимущество.

Комбинирование полимерной пены с аэрогелями диоксида кремния является альтернативным подходом для достижения высокого содержания аэрогеля диоксида кремния и предотвращения отслаивания.Иноуэ и др. сообщили о разработке композита кремнеземный аэрогель-пенополиуретан (Inoue and Yamanobe, 2013). В их работе золь кремнезема был введен в высокопористую пенополиуретан (0,014 г / см ³ ), и внутри ячеистой структуры образовался алкоголь кремнезема. Затем композит сушили в сверхкритическом диоксиде углерода (CO ₂ ). Теплопроводность композита составляет около 0,02 Вт / (м⋅К). Они сообщили, что композит с аэрогелем не разрушился во время испытаний на сжатие, но не упомянули гибкость материала.Zhao et al. изготовили жесткий пенопластовый композит кремнеземный аэрогель-полиизоцианурат путем реактивного вспенивания с гранулированным кремнеземистым аэрогелем (Zhao et al., 2014). Композит показывает минимальную теплопроводность 0,0233 Вт / (м⋅К). Прочность на сжатие была лучше, чем у жесткого пенополиизоцианурата без аэрогеля диоксида кремния. Легкость в обращении и удобоукладываемость может быть такой же, как у полиизоцианурата; однако гибкость и отслаивание аэрогеля в их работе не упоминались.

Мы разработали новый, очень гибкий, высокоэффективный теплоизоляционный материал с низкой степенью отслаивания кремнеземного аэрогеля.Наша стратегия аналогична стратегии Иноуэ, то есть объединение мягкой полимерной пены, имеющей открытые поры, с аэрогелем кремнезема, приготовленным внутри пены, с последующей сверхкритической сушкой. Ранее мы сообщали о разработке комбинаций аэрогелей диоксида кремния и различных вспененных полимеров, включая полиуретан, меламин и полипропилен (ПП). Эти соединения обладают низкой теплопроводностью, как монолит кремнеземного аэрогеля (Yoda and Furuya, 2012). Здесь мы следим за развитием нашего пенопласта и представляем его путь к коммерческому производству.Добавлены данные по теплопроводности, а также механические свойства композита. Поскольку композит на основе диоксида кремния, алкогеля и полипропилена является гибким, также представлен процесс сверхкритической сушки прокатанного композита, который является эффективной стратегией снижения стоимости производства материала в промышленных масштабах.

Экспериментальная часть

Приготовление композитов полимерная пена-диоксид кремния и аэрогель

Полимерные пены с открытыми порами использовали в качестве матриц.В таблице 1 приведены вспененные полимеры, использованные в этой работе. Фиг.1 представляет собой изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) пенопласта ПП со слоями кожи. Было трудно поддерживать однородность толщины пен. Подтверждено, что все вспененные полимеры устойчивы к набуханию в сверхкритическом CO ₂ при используемых условиях сушки.

ТАБЛИЦА 1 . Список пенополимеров в этой работе.

РИСУНОК 1 . СЭМ-изображение пенопласта ПП со слоями кожи.

Тетраметоксисилан (TMOS, Tokyo Kasei Co., Ltd. и Shinetsu Kagaku Co ,. Ltd.), метанол (Wako, 99,9%), аммиачная вода (Wako) и CO ₂ (Showa Tansan, 99,9%) использовали без дополнительной очистки. Золи кремнезема получали смешиванием ТМОС, воды, метанола и аммиака. Типичное молярное соотношение составляло 1: 4: 7,2: 0,001, соответственно, на основе нашей предыдущей оптимизации аэрогеля диоксида кремния с плотностью 0,16 г / см ³ . Золь вводили в пенопласт и оставляли там до гелеобразования. Эти золь-гель процессы проводились при комнатной температуре.После старения при 333 K в течение 2 дней и замены растворителя на метанол при комнатной температуре была проведена гидрофобизация поверхностных силанолов с использованием 1,1,1,3,3,3-гексаметилдисилазана (HMDS, Wako, 96%) в качестве силанового связующего агента. . Влажный силикагель пропитывали 10 мас.% Метнолового HMDS и кипятили с обратным холодильником при 333 К. Количество HMDS было рассчитано как избыток для расчетного количества поверхностных силанольных групп во влажном силикагеле. Затем полимерную пену и композит диоксида кремния и алкогеля помещали в автоклав с небольшим количеством метанола или 2-пропанола и сушили в сверхкритическом CO ₂ при 20 МПа и 353 К.Детали подготовки аналогичны описанным в нашей предыдущей статье (Yoda et al., 2004). Для оценки механических свойств пенополимер разрезали на заданные размеры (70 × 20 и 20 × 20 мм) и укладывали стопками из нескольких листов примерно одинаковой толщины (10 и 5 мм), и проводили золь-гель процесс. проводились после того, как они были погружены в золь кремнезема.

Evaluation

Теплопроводность оценивалась методом теплового расходомера (ASTM C518).Анализы проводились с помощью измерителя теплового потока (Eko Instruments, HC-074) при 298 K, с нижней тепловой пластиной при 288 K и верхней тепловой пластиной при 308 K. Для тонких образцов образец располагался между двумя основными листами ( силиконовая губка), толщина и теплопроводность которой были известны. Теплопроводность образца λs была рассчитана на основе измеренной теплопроводности λ _{s + 2b} и теплопроводности основного листа λ _b по следующему уравнению:

, где t _s и t _b — толщина образца и листа губки, соответственно, (Yoda, 2021).

Микроструктуру материалов наблюдали с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM, Hitachi S-4800) после покрытия Pt-Pd ионным распылением. Испытания на сжатие образцов (20 × 20 × 10 мм) проводили на Autograph AG5000A со скоростью перемещения 1 мм / мин. Испытания на сжатие повторяли трижды для каждого типа образцов. Напряжение сжатия σ _c и деформация сжатия ε _c были рассчитаны по следующим уравнениям:

, где F _c — приложенная нагрузка, A — область испытания кусок, d ₀ и d были толщиной испытательного образца до и после сжатия, соответственно.

Испытания на трехточечный изгиб с использованием испытательных образцов (70 × 20 × 10 мм) были выполнены на Strograph R3 (Toyo Seiki Co., Ltd.) со скоростью перемещения 1 мм / мин. Поскольку вспененный полипропилен был тоньше, чем другие вспененные полимеры, измерения аэрогеля из вспененного полипропилена и диоксида кремния проводили с использованием образцов, приготовленных с использованием пяти листов вспененного полипропилена, как описано в 2.1. Напряжение изгиба σ _b и деформация изгиба ε _b были рассчитаны по следующим уравнениям:

, где F _b — нагрузка в данной точке, L — размах опоры, D, — прогиб центра испытательного образца, b и d — ширина и толщина испытательного образца, соответственно.

Потерю веса за счет удаления диоксида кремния после испытаний на непрерывное изгибание и истирание (1200 раз / 10 мин) оценивали с использованием пылеулавливающего прибора для испытания на истирание изгиба Scott (Toyo Seiki Co., Ltd.).

Моделирование процесса сверхкритической сушки

Экстракция 2-пропанола из кремнеземного алкоголя во время процесса сверхкритической сушки была смоделирована для оптимизации температуры, давления и времени экстракции. В эксперименте прокатанный лист композита пена ПП-диоксид кремния и алкогель помещали в сосуд высокого давления и сушили в сверхкритическом CO ₂ .В соответствии с экспериментальными настройками, двумерная модель кремнеземного аэрогеля была принята такой, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 . Имитационная модель сверхкритической сушки.

При моделировании предполагается, что влияние матрицы вспененного полипропилена незначительно для простоты, поскольку содержание полипропилена составляет менее 5 об.%. Аэрогель диоксида кремния рассматривался как уплотненный слой с пористостью 95% и диаметром пор 50 нм, который моделировался проницаемостью α и коэффициентом инерционных потерь C ₂ :

Эти уравнения были рассчитаны с помощью Ergun. уравнение и уравнения Блейка-Козени.Здесь ε — пористость, а D _p — средний диаметр частиц (Bortolin et al., 2015).

Смоделированные рабочие условия и физические свойства веществ перечислены в таблице 2. Эти значения были найдены в базе данных флюидов (JMSE, 1983) или предсказаны путем корреляции. Распределение концентрации 2-пропанола в модельном силикагеле было рассчитано для каждого условия экстракции с помощью ANSYS / Fluent v18.0 на основе уравнения Навье – Стокса и уравнения диффузии для CO ₂ и 2-пропанола.

ТАБЛИЦА 2 . Условия эксплуатации и предполагаемые параметры для моделирования.

Результаты и обсуждение

Свойства и микроструктуры композита полимерная пена-диоксид кремния аэрогель

В таблице 3 обобщены свойства композитов вспененный полимер-аэрогель диоксида кремния. Ни один из композитов не был хрупким, а некоторые композиты были гибкими. Плотность продуктов была почти такой же, как у тех же аэрогелей кремнезема, приготовленных без вспененного полимера.Теплопроводность вспененного полимерного аэрогеля с диоксидом кремния составляла 0,016–0,022 Вт / (м⋅К) при 298 К и атмосферном давлении, что ниже, чем у исходного аэрогеля диоксида кремния. Измерения теплопроводности композита из пенопласта и аэрогеля диоксида кремния с использованием образца большого размера методом защищенной горячей пластины в Японском центре испытаний строительных материалов (JTCCM) дали такой же результат теплопроводности.

ТАБЛИЦА 3 . Свойства композитов пенополимер-кремнезем-аэрогель.

Пенопластовый аэрогель на основе диоксида кремния практически можно складывать и демонстрирует упругость при изгибе, как показано на рисунке 3. Пенопластовый пенопласт имел хорошую обрабатываемость и его можно легко разрезать ножницами или ножом. Аэрогели из пенополиуретана и диоксида кремния демонстрируют аналогичную обрабатываемость, но плохую упругость при изгибе.

РИСУНОК 3 . Демонстрация изгиба композита пена ПП — аэрогель кремнезема.

СЭМ-изображения пен и композитов аэрогеля показаны на рис. 4A – D, а изображения аэрогеля кремнезема, приготовленного в тех же условиях, показаны на рис. 4E.Между сеткой вспененного полимера и аэрогелем диоксида кремния оставались очень маленькие промежутки (~ 1 мкм), вероятно, из-за сшивания влажного геля кремнезема через структуру пор при формировании, а затем небольшого сжатия во время старения и сушки.

РИСУНОК 4 . СЭМ-изображения пенополимеров (слева) и их композитов на основе кремнеземного аэрогеля (справа). (A) ПП с поверхностными слоями, (B) ПП без поверхностных слоев, (C) пенополиуретан, а также меламиновая пена (D) и аэрогель кремнезема (E) , приготовленные тем же способом. условия (низкая маг.(слева) и крупным планом (справа)).

На рис. 5А показаны кривые напряжения-деформации при испытании образцов на сжатие в этой работе. Свойства аэрогелей из вспененного полимера и диоксида кремния при испытании на сжатие были близки к свойствам аэрогеля из чистого диоксида кремния. Различия в каждой полимерной пене могут отражать разницу в межфазном пространстве между аэрогелями диоксида кремния и матрицами полимерной пены. На рис. 5В показаны кривые «напряжение-деформация» при испытаниях на трехточечный изгиб пенопласта с поверхностным слоем из композита аэрогеля диоксида кремния, аэрогелем диоксида кремния и пеной из полипропилена.Несмотря на чрезвычайно высокое объемное содержание аэрогеля диоксида кремния в композите, прочность на изгиб была намного выше, чем у чистого аэрогеля диоксида кремния. То есть усиление высокопористыми материалами оказалось эффективным.

РИСУНОК 5 . Кривые напряжения и деформации при испытании образцов на сжатие (A), в этой работе и испытании на трехточечный изгиб (B) для пенопласта с композитом поверхностный слой-аэрогель, кремнеземным аэрогелем и пенопластом.

Отслаивание кремнеземных аэрогелей из композитных пенополимеров

Было проведено исследование отслаивания кремнеземных аэрогелей из композитов.Такое отслаивание может вызвать множество проблем для продуктов, содержащих композиты с силикагелем и аэрогелем, и было препятствием для расширения их использования. В таблице 4 показаны результаты испытаний на изгиб и истирание для отслаивания кремнеземного аэрогеля. На начальном этапе испытания на образец обычно прикладывалась нагрузка. Загрузка аэрогеля из пенопласта и диоксида кремния приводила к очень незначительной потере веса. Однако и пенополиуретан, и пенопластовый композит не могли физически противостоять и начинали отслаиваться перед испытанием с использованием той же нагрузки, что и для пенопласта.Таким образом, эти два образца должны были быть испытаны при нулевой нагрузке. Даже при нулевой нагрузке пенопласт из меламина сломался после нескольких движений.

ТАБЛИЦА 4 . Результаты испытаний на изгиб и истирание отслаивания кремнеземного аэрогеля.

Пенопласт с поверхностными слоями и композитом на основе кремнезема и аэрогеля продемонстрировал высокую гибкость и низкое отслаивание. Из-за ограниченного выбора полимерных пен с открытыми порами и чрезвычайно высокой пористостью (а также ограниченной публикуемой информации об их структурных свойствах от производственных компаний) систематическое исследование влияния размера пор, распределения пор по размерам и межфазного взаимодействия затруднено.Однако высокая гибкость и низкое отслаивание аэрогеля из пенопласта-диоксида кремния, вероятно, обусловлено высокой гибкостью матрицы вспененного полипропилена и относительно высокой дисперсией аэрогелей диоксида кремния в пенопласте. Как показано в Таблице 1, вспененный полипропилен имеет наименьший размер пор среди полимеров в этой работе (100–200 мкм), и поры имеют ячеистую природу (в отличие от сетчатой ​​структуры меламиновой пены). Аэрогели диоксида кремния в порах пенопласта будут более независимыми, чем аэрогели в пенополиуретане и меламиновой пене.Небольшие частичные разрывы наблюдались в аэрогелях ПП пена-диоксид кремния при изгибе, но разрывы ограничивались локальной частью диспергированного аэрогеля. Кроме того, поверхностные слои предотвращали отслаивание частично разрушенного аэрогеля диоксида кремния. Этот результат указывает на то, что обеспечение более высокой дисперсии аэрогеля диоксида кремния в гибких материалах является многообещающим подходом к разработке очень гибких и высокоэффективных теплоизоляционных материалов.

Моделирование сверхкритической сушки рулонного листа

Поскольку композит ПП пена-диоксид кремния и алкогель обладает некоторой гибкостью, был исследован процесс сверхкритической сушки рулонного листа (рис. 6).Известно, что экстракция спирта контролируется диффузией внутри кремнеземных спиртов (Özbakir and Erkey, 2015). Для крупносерийного производства с компактной прокатной формой зазор между листами должен быть небольшим. Однако такая установка должна требовать длительного времени экстракции, и понимание влияния условий экстракции на время сушки важно для коммерциализации. Было смоделировано время экстракции 2-пропанола сверхкритическим CO ₂ из модельной полосы в прокатанном спирте кремнезема.

РИСУНОК 6 . Прокатный лист из композита ПП пенопласт-аэрогель кремнезема, подвергнутый сверхкритической сушке (лабораторный масштаб).

Таблица 5 суммирует условия моделирования и смоделированные времена сушки аэрогеля диоксида кремния при сверхкритической сушке CO ₂ , где конечная массовая доля 2-пропанола составляет менее 3,5 × 10 ⁻⁶ . На рисунке 7 представлена ​​графическая сводка типичной экстракции 2-пропанола в системе CO ₂ . Эти цифры соответствуют имитационной модели на Рисунке 2, хотя соотношение сторон на отпечатке другое.Квадрат, изображенный сплошной линией на рисунке, соответствует кремнеземному алкоголю. Расстояние от центра рулона до листа составляло 87,45 мм, что считается самой внешней стороной рулона. Красный цвет указывает на 2-пропанол, а синий цвет указывает на CO ₂ . В условиях, показанных на фиг. 7A, экстракция началась через 1800 с после инициирования потока, а затем 2-пропанол в силикагеле постепенно был заменен на CO ₂ . В этих условиях весь 2-пропанол был удален из системы на 10 800 с.Условия высокой температуры и низкого давления были эффективными для сокращения времени высыхания, вероятно, из-за низкой вязкости и высокой диффузии в диоксиде кремния, как показано на фиг. 7B, C. Большой расход CO ₂ также был эффективным для сокращения времени сушки, как показано на Фигуре 7D. Из-за того, что 2-пропанол на поверхности силикагеля быстро заменяется CO ₂ , разница концентраций в силикагеле (то есть движущая сила сушки) становится большой. Однако следует отметить, что даже если расход CO ₂ увеличить в 10 раз, как показано в (a) и (d) таблицы 5, время сушки уменьшится только примерно на 2/3.Поскольку размер геля является доминирующим фактором для экстракции в процессах, контролируемых диффузией, наличие большого расхода CO ₂ было менее эффективным, чем другие факторы. Эти результаты показывают, что процесс сверхкритической сушки крупномасштабного рулона тонкого листового материала может быть завершен в течение практического времени, пока сохраняется небольшой зазор между слоями прокатанного листа.

ТАБЛИЦА 5 . Моделирование времени сушки аэрогеля диоксида кремния при сверхкритической сушке CO ₂ .

РИСУНОК 7 . Профиль концентрации 2-пропанола в сосуде высокого давления с кремнеземным спиртом. № (A – D) соответствует случаю A – D в Таблице 5.

Заключительные замечания

Был разработан новый гибкий теплоизоляционный лист из композита вспененного полипропилена и аэрогеля диоксида кремния. Лист показывает хорошую гибкость и низкую теплопроводность (0,016 Вт / (м⋅К)), с механическими характеристиками, превосходящими другие композиты полимер-аэрогель. Отслаивание кремнеземного аэрогеля от композита, барьер для множества применений, было очень низким для композита, вероятно, из-за поверхностных слоев матрицы пенопласта ПП.Поскольку композит является гибким, для катаного композитного листа был разработан процесс сверхкритической сушки. Моделирование времени вытяжки проводилось на валках, имеющих небольшой зазор (0,05 мм) между слоями листа валка. Было подтверждено, что экстракция завершается через 1-2 часа, что делает практичным крупномасштабный производственный процесс.

Эти результаты теперь были применены в процессе опытного производства с использованием недорогого силиката, и были успешно произведены прокатные листы размером 400 мм × 30 м.Теплопроводность крупногабаритного продукта была подтверждена методом защищенной горячей плиты, и наблюдалась такая же теплопроводность (0,016 Вт / (м⋅К)). Мы уверены, что этот материал пригоден для различных применений в области теплоизоляции, и он находится на пути к развитию крупномасштабного производственного процесса.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, доступны у соответствующего автора, SY, по обоснованному запросу.

Вклад авторов

SY: Подготовка материалов, Измерения теплопроводности и механической прочности ST: Сверхкритическая сушка, Наблюдения с помощью SEM, TO: Моделирование сверхкритической сушки RT: Моделирование сверхкритической сушки, Разработка процесса для промышленного производства HO: Процесс дизайн для серийного производства.

Финансирование

Эта работа основана на результатах, полученных в рамках проекта (P12004), заказанного Организацией по развитию новой энергетики и промышленных технологий (NEDO), Япония.Авторы благодарны Ч. Сяо и Х. Сато за помощь в работе.

Конфликт интересов

Авторы RT и HO работали в компании Inoac Technology Center.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

Эгертер, М. А., Левентис, Н., и Кобель, М. М. (2011). Справочник по аэрогелю .Нью-Йорк: Springer

Bortolin, S., Toninelli, P., Maggiolo, D., Guarnieri, M., and Del Col, D. (2015). CFD-исследование распределения электролитов в проточных окислительно-восстановительных батареях. J. Phys. Конф. Сер. 655, 012049. doi: 10.1088 / 1742-6596 / 655/1/012049

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cai, J., Liu, S., Feng, J., Kimura, S., Wada, M., Kuga, S., et al. (2012). Целлюлозно-кремнеземные нанокомпозитные аэрогели In situ Образование кремнезема в целлюлозном геле. Angew.Chem. Int. Эд. 51 (9), 2076–2079. doi: 10.1002 / anie.201105730

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Cho, J., Jang, H.G., Kim, S.Y., and Yang, B. (2019). Гибкие и покрываемые изоляционные композиты силикагель / полиуретан с помощью Soft Segment Control. Composites Sci. Tech. 171, 244–251. doi: 10.1016 / j.compscitech.2018.12.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fan, W., Zhang, X., Zhang, Y., Zhang, Y., and Liu, T.(2019). Легкие, прочные и теплоизолирующие полиимидные композитные аэрогели при высоких температурах. Composites Sci. Tech. 173, 47–52. doi: 10.1016 / j.compscitech.2019.01.025

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Forest, C., Chaumont, P., Cassagnau, P., Swoboda, B., and Sonntag, P. (2015). Полимерные нано-пены для изоляционных материалов, приготовленные из вспенивания CO2. Прог. Polym. Sci. 41, 122–145. doi: 10.1016 / j.progpolymsci.2014.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Guzel Kaya, G., и Девечи, Х. (2020). Синергетические эффекты кремнеземных аэрогелей / ксерогелей на свойства полимерных композитов: обзор. J. Ind. Eng. Chem. 89, 13–27. doi: 10.1016 / j.jiec.2020.05.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Иноуэ, Н., Яманобе, Т. (2013). Приготовление и старение пенополиуретанов, наполненных кремнеземными аэрогелями. Kobunshi Ronbunshu 70 (4), 123–128. doi: 10.1295 / koron.70.123

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jelle, B.П., Мофид, С.А., Гао, Т., Грандколас, М., Слетнес, М., и Сагволден, Э. (2019). Нано изоляционные материалы на основе эффекта Кнудсена. IOP Conf. Сер. Матер. Sci. Англ. 634, 012003. doi: 10.1088 / 1757-899x / 634/1/012003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Х. М., Ким, Х. С., Ким, С. Ю. и Юн, Дж. Р. (2015). Композиты кремнеземный аэрогель / эпоксидная смола с сохраненными порами аэрогеля и низкой теплопроводностью. е-полимеры 15 (2), 111–117. doi: 10.1515 / epoly-2014-0165

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, С.Y., Noh, Y.J., Lim, J., and You, N.-H. (2014). Композиты кремнеземный аэрогель / полиимид с сохраненными порами аэрогеля с использованием многоступенчатого отверждения. Macromol. Res. 22 (1), 108–111. doi: 10.1007 / s13233-014-2006-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Linhares, T., Pessoa de Amorim, M. T., and Durães, L. (2019). Композиты с диоксидом кремния и аэрогелем со встроенными волокнами: обзор их получения, свойств и применения. J. Mater. Chem. А. 7 (40), 22768–22802. DOI: 10.1039 / C9TA04811A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Miros, A., Psiuk, B., and Szpikowska-Sroka, B. (2017). Изоляционные материалы из аэрогеля для промышленного монтажа: свойства и структура новых заводских изделий. J. Золь-гель. Sci. Technol. 84, 496–506. doi: 10.1007 / s10971-017-4539-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Озбакир Ю. и Эрки К. (2015). Экспериментальное и теоретическое исследование сверхкритической сушки кремнеземных алькогелей. J. Supercrit. Жидкости 98, 153–166. doi: 10.1016 / j.supflu.2014.12.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Японское общество инженеров-механиков (JSME) (1983). в JSME Data Book: Теплофизические свойства жидкостей (Токио: JMSE).

Ву, Х., Чен, Ю., Чен, К., Дин, Ю., Чжоу, X., и Гао, Х. (2013). Синтез гибких аэрогелевых композитов, армированных электропряденными нановолокнами и микрочастицами для теплоизоляции. J. Nanomater. 2013, 1–8. doi: 10.1155 / 2013/375093

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йода, С., Фуруя, Т. (2012). Приготовление композитов пенополимер-кремнезем-аэрогель и его оценка в качестве теплоизолятора. Seikei kako 24 (3), 154–158. doi: 10.4325 / seikeikakou.24.154

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йода, С., Такебаяши, Ю., Сугета, Т., и Отаке, К. (2004). Платино-кремнеземные аэрогели путем сверхкритической сушки и пропитки. Дж.Некристаллический раствор. 350, 320–325. doi: 10.1016 / j.jnoncrysol.2004.06.026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yu, Z.-L., Yang, N., Apostolopoulou-Kalkavoura, V., Qin, B., Ma, Z.-Y., Xing, W.-Y., et al. (2018). Огнестойкие и теплоизоляционные феноло-кремнеземные аэрогели. Angew. Chem. Int. Эд. 57 (17), 4538–4542. doi: 10.1002 / anie.201711717

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhao, C. Y., Yan, Y., Hu, Z. H., Ли, Л. П., и Фан, X. Z. (2014). Приготовление и определение характеристик полиизоциануратных (PIR) / диоксида кремния аэрогелевых композитных жестких изоляционных материалов из вспененного материала. Construction Building Mater. 93, 309–316. doi: 10.3963 / j.issn.1671-4431.2014.08.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зулкипли, А. Х., Ромли, А. З. (2018). Термические характеристики композитов с кремнеземным аэрогелем на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) / золы рисовой шелухи и золы рисовой шелухи. AIP Conf.Proc. 1985 (1), 030011. doi: 10.1063 / 1.5047169

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Токсична ли пена с эффектом памяти? │ Тональный крем для сна

Матрасы из пены с эффектом памяти набирают популярность за последние несколько лет, и многие спящие с болью в бедрах, спине или плечах обнаруживают, что пена с эффектом памяти обеспечивает беспрецедентное снижение давления. Тем не менее, некоторые спящие все еще не решаются выбрать матрас из пены с эффектом памяти, ссылаясь на опасения по поводу здоровья и безопасности химикатов, используемых для создания пены с эффектом памяти.

Хотя поиск удобного матраса может быть главным приоритетом, также имеет смысл изучить здоровье и безопасность матраса, который вы покупаете. Мы подробнее рассмотрим, что такое пена с эффектом памяти, как ее делают и каковы ее потенциальные последствия для здоровья.

Что такое пена с эффектом памяти?

Пена с эффектом памяти — это разновидность пенополиуретана. Как и все пены, пена с эффектом памяти сжимается под давлением. Отличие от других пенополиуретанов заключается в том, что пена с эффектом памяти также содержит добавленные химические вещества, которые увеличивают ее вязкость и эластичность, отсюда и ее альтернативное название — вязкоупругая пена.

При приложении давления пена с эффектом памяти может растягиваться в различные формы, а затем медленно возвращаться к своей исходной форме при снятии давления. Благодаря этим характеристикам пена с эффектом памяти отлично поглощает энергию и снижает давление.

Пена с эффектом памяти была первоначально разработана НАСА в 1960-х годах для обеспечения амортизации от вибраций и возможных столкновений. Позже этот материал использовался для предотвращения пролежней у пациентов, которые не могли двигаться в течение длительного времени.В 1990-х годах компания TempurPedic представила миру первый матрас из пеноматериала с эффектом памяти.

Поскольку пена с эффектом памяти активируется под действием тепла, она легко принимает форму вашего тела и обеспечивает облегчение и поддержку вашей конкретной форме тела. Пена с эффектом памяти также отлично предотвращает передачу движения от одного партнера к другому. Новые поколения пены с эффектом памяти включают элементы, которые стремятся снизить удержание тепла и позволяют легче перемещаться по кровати.

Из чего сделана пена с эффектом памяти?

Конкретные ингредиенты пены с эффектом памяти варьируются от компании к компании.Однако практически все гибкие пенополиуретаны содержат несколько основных ингредиентов:

• Полиолы являются основными строительными блоками пены с эффектом памяти. Это молекулы, которые содержат более одной химической группы спирта, называемой гидроксильной группой. Полиолы — это органические соединения, которые можно найти во всем, от сахара до пластика.
• Диизоцианаты — это химическое соединение, которое химически реагирует с полимерами с образованием пенополиуретана. Толуолдиизоцианат (TDI) и метилендифенилдиизоцианат (MDI) являются наиболее распространенными диизоцианатами, используемыми в пене с эффектом памяти.
• Вспениватели используются для создания химической реакции, при которой образуется пена. Большинство современных компаний используют воду, которая менее токсична, чем традиционные пенообразователи на химической основе.

Многие вещества, используемые для создания пены с эффектом памяти, получены из нефти, и некоторые покупатели выражают опасения, что их матрас из пены с эффектом памяти может быть токсичным.

Токсична ли пена с эффектом памяти?

Исторически пена с эффектом памяти могла содержать любое количество потенциально токсичных химикатов.Например, диизоцианаты могут раздражать ротовую полость, нос и глаза, а TDI, в частности, может быть канцерогенным. В процессе производства также могут использоваться другие вещества. Однако по мере того, как новые исследования проливают свет на вредное воздействие определенных химикатов, все больше и больше производителей отходят от использования этих веществ. Современные матрасы обычно считаются безвредными, а любые химические вещества, используемые в процессе производства, обычно достаточно стабильны к тому времени, когда они попадают в ваш дом.

Компании обычно предпочитают не разглашать точные ингредиенты, которые они используют для создания пены с эффектом памяти, поскольку эти смеси считаются коммерческой тайной.Хотя не все вредные химические вещества запрещены к использованию, большинство производителей матрасов добровольно подписываются на инспекции сторонних организаций, которые проверяют пену на наличие наиболее распространенных вредных химикатов. Федеральная торговая комиссия (FTC) в последние годы предприняла жесткие меры в отношении компаний, которые заявляют о нетоксичности, но не могут их подтвердить.

Потенциально токсичные материалы, используемые в пене с эффектом памяти

Распространенные вредные химические вещества, которые исторически обнаруживались в матрасах из пены с эффектом памяти:

• Метилбензол: Метилбензол, более известный как толуол, представляет собой прозрачную жидкость, которая естественным образом встречается в сырой нефти.Толуол токсичен при вдыхании в больших количествах.
• Формальдегид : Формальдегид иногда является побочным продуктом процесса производства пенопласта, хотя в настоящее время это встречается гораздо реже. Пары формальдегида могут раздражать глаза, нос и рот и, как известно, являются канцерогеном для человека.
• Метилендианилин: Используемый в качестве реагента в процессе производства пены, метилендианилин вызывает раздражение при контакте с кожей и может быть канцерогенным.
• Метиленхлорид: Ранее использовавшееся в качестве вспенивателя, это вещество считается канцерогеном и может представлять серьезную опасность для здоровья при контакте с кожей или слизистыми оболочками.
• Хлорфторуглероды : Хлорфторуглероды раньше использовались в качестве вспенивателя, но теперь использование этих веществ ограничено из-за их озоноразрушающего действия.

Благодаря новым исследованиям и большему пониманию вреда, который химические вещества могут нанести потребителям и окружающей среде, многие компании нашли более безопасные альтернативы, которые по-прежнему обеспечивают преимущества, которые мы ассоциируем с пеной с эффектом памяти.

Производители также начинают использовать экологически чистые материалы, такие как соевое масло, чтобы заменить некоторые нефтехимические продукты, которые традиционно использовались для изготовления матрасов из пеноматериала с эффектом памяти. Эти пены с эффектом памяти на биологической основе, как правило, содержат более низкие уровни токсичных веществ.

Антипирены в матрасах

По закону все матрасы должны иметь какой-то противопожарный барьер. Таким образом, в дополнение к химическим веществам, используемым для изготовления пены с эффектом памяти, многие матрасы из пенопласта также содержат химические огнезащитные составы.

Полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ) были одними из наиболее часто используемых антипиренов. Они были связаны с бесплодием, раком, ожирением и нарушениями развития мозга и даже могут способствовать нарушениям развития нервной системы. Другие токсичные вещества, обычно используемые для изготовления огнестойких матрасов, включают борную кислоту, которая может повредить репродуктивные органы; и соединения меламина, которые могут содержать формальдегид.

Сегодняшние производители несут ответственность за то, чтобы их продукция не представляла риска для потребителей, и чтобы в этом случае этот риск был четко обозначен.Однако тестирование и регулирование использования различных химикатов, используемых в противопожарных преградах, очень сложно, поэтому возможно, что некоторые химические антипирены могут содержать вредные компоненты.

Помимо получения сертификатов от сторонних организаций, одним из способов минимизировать воздействие химических веществ является выбор матраса с нетоксичным противопожарным барьером, таким как шерсть, кевлар или искусственный шелк, обработанный диоксидом кремния.

Какие типы изделий из пены с эффектом памяти потенциально более токсичны?

Хотя многие компании отказались от более опасных химикатов в процессе производства пеноматериала с эффектом памяти, некоторые компании все еще могут использовать их, чтобы срезать углы или сократить расходы.Низкокачественные матрасы из пены с эффектом памяти, предлагаемые по ценам, которые кажутся слишком хорошими, чтобы быть правдой, с большей вероятностью содержат более высокий уровень вредных химикатов. Точно так же, прежде чем воспользоваться шансом сэкономить несколько долларов, купив использованный матрас у друга, примите во внимание тот факт, что старые матрасы могут содержать те вредные химические вещества, которых производители матрасов в настоящее время избегают.

Хотя это может стоить дороже, лучше всего избегать токсичных химикатов в компании с хорошей репутацией, которая не скрывает, как делают свои матрасы.Поищите сторонние сертификаты, спросите, какой тип огнестойкости используется в матрасе, и отдавайте предпочтение матрасам, произведенным в Северной Америке или Европе, поскольку в этих местах, как правило, действуют более строгие правила.

Пена с эффектом памяти «Выделение газов» объяснено

Вы можете получить приблизительное представление о химических веществах, содержащихся в вашем новом матрасе, по его выделяющему газу запаху. Газовыделение — это неприятный запах, вызываемый летучими органическими соединениями (ЛОС), которые выделяются в воздух при распаковке нового поролонового матраса.Летучие органические соединения являются неизбежной частью пенополиуретана, даже тех, которые содержат процент зеленых материалов. Однако пена более низкого качества может иметь более сильные газообразные пары.

Помимо неприятного запаха, некоторые люди могут испытывать раздражение глаз, носа и горла из-за летучих органических соединений. Хорошая новость заключается в том, что неприятные запахи обычно исчезают в течение от нескольких часов до нескольких дней. Если запах беспокоит вас, возможно, вы захотите открыть новый матрас в отдельной, хорошо проветриваемой комнате, снять чехол и дать ему выпустить газ, прежде чем принести его в спальню.

Агентство по охране окружающей среды (EPA) не имеет полномочий регулировать содержание ЛОС в бытовых товарах. Однако вы можете искать матрасы, сертифицированные сторонними организациями, такими как CertiPUR-US, OEKO-TEX или GREENGUARD Gold, которые подтверждают, что матрас содержит незначительное количество летучих органических соединений и других потенциально вредных веществ.

Безопасна ли пена с эффектом памяти?

Многие люди спят на матрасе из пены с эффектом памяти каждую ночь в течение многих лет без каких-либо побочных эффектов. Даже когда используются потенциально вредные химические вещества, они представляют большую опасность во время производственного процесса.Однако при выборе матраса из пены с эффектом памяти следует учитывать несколько факторов, поскольку не все пены с эффектом памяти одинаковы.

Нормы и стандарты постоянно обновляются по мере того, как мы узнаем больше о побочных эффектах химикатов, обычно используемых для изготовления пены с эффектом памяти. Это означает, что новые матрасы из пеноматериала с эффектом памяти с большей вероятностью будут соответствовать более высоким стандартам безопасности, тогда как более старые матрасы могут содержать химические вещества, которые больше не используются. Точно так же более дешевые матрасы имеют более высокий потенциал токсичности из-за снижения цен, которое может произойти в странах с мягкими правилами.

Это может потребовать дополнительного времени и денег, но, потратив время на то, чтобы понять, что находится в вашем матрасе из пеноматериала с эффектом памяти, вы сможете вздохнуть с облегчением, зная, что не приносите вредные продукты в свой дом.

Следует ли мне беспокоиться об использовании пены?

Хотя пена с эффектом памяти обычно считается безопасной, она может представлять проблему для некоторых людей, например, страдающих аллергией, астмой или другими респираторными заболеваниями. Пена с эффектом памяти также может беспокоить вас, если вы очень чувствительны к запахам.Родители могут предпочесть использовать натуральные материалы для детских матрасов, а пена с эффектом памяти не рекомендуется для маленьких детей и младенцев, поскольку им требуется более твердая поверхность, чтобы снизить риск удушья.

Люди, которые не хотят пены с эффектом памяти, могут найти множество естественных альтернатив. Популярным заменителем является натуральный латекс, материал, полученный из сока каучуковых деревьев, который дышащий, прочный и более упругий, чем пена с эффектом памяти. Реже некоторые гибридные кровати могут сочетать внутреннюю пружину с естественными комфортными слоями из шерсти, хлопкового ватина или перьев.

• Была ли эта статья полезной?
• Да Нет

Типы изоляции — журнал Insulation Outlook

Руководство по проектированию механической изоляции (MIDG) содержит обширную информацию о материалах механической изоляции и их свойствах, а также другую информацию о конструкции. Ниже приводится обзор изоляционных материалов, их свойств и производства, взятых из MIDG; Для получения более подробной информации, посетите WWW.wbdg.org/midg.

Изоляционные материалы

Изоляционные материалы можно разделить на пять основных типов: ячеистые, волокнистые, хлопьевидные, гранулированные и отражающие.

Ячеистая изоляция состоит из небольших отдельных ячеек, которые либо соединяются между собой, либо изолированы друг от друга, образуя ячеистую структуру. Стекло, пластмассы и резина могут содержать основной материал, и используются различные пенообразователи.

Ячеистая изоляция часто дополнительно классифицируется как открытая ячейка (т.е., ячейки соединяются между собой) или закрытые ячейки (ячейки изолированы друг от друга). Обычно материалы с закрытыми ячейками более 90% считаются материалами с закрытыми ячейками.

Волокнистая изоляция состоит из волокон небольшого диаметра, которые тонко разделяют воздушное пространство. Волокна могут быть органическими или неорганическими, и обычно (но не всегда) они удерживаются вместе связующим. Типичные неорганические волокна включают стекло, минеральную вату, шлаковую вату и оксид алюминия-кремнезем.

Волокнистая изоляция подразделяется на изоляцию на шерстяной или текстильной основе. Утеплители на текстильной основе состоят из тканых и нетканых волокон и пряжи. Волокна и пряжа могут быть органическими или неорганическими. Эти материалы иногда поставляются с покрытиями или в виде композитов с определенными свойствами, например, атмосферостойкостью и химической стойкостью или отражательной способностью.

Чешуйчатая изоляция состоит из мелких частиц или хлопьев, которые тонко разделяют воздушное пространство.Эти хлопья могут быть связаны друг с другом, а могут и не быть. Вермикулит, или вспученная слюда, представляет собой чешуйчатую изоляцию.

Гранулированная изоляция состоит из небольших узлов, содержащих пустоты или пустоты. Эти материалы иногда считают материалами с открытыми порами, поскольку газы могут переноситься между отдельными пространствами. Изоляция из силиката кальция и формованного перлита считается гранулированной изоляцией.

Отражающая изоляция и обработка добавляются к поверхностям для снижения длинноволновой эмиссии, тем самым уменьшая лучистую теплопередачу к поверхности или от нее.Некоторые системы светоотражающей изоляции состоят из нескольких параллельных тонких листов или фольги, расположенных на расстоянии друг от друга, чтобы минимизировать конвективную теплопередачу. Куртки и облицовки с низким коэффициентом излучения часто используются в сочетании с другими изоляционными материалами.

Другой материал, который иногда называют «теплоизоляционными покрытиями» или красками, доступен для использования на трубах, каналах и резервуарах. Эти краски не проходили всесторонних испытаний, и необходимы дополнительные исследования для проверки их характеристик.

Изоляционные материалы или системы также можно классифицировать по диапазону рабочих температур.Понимая, что некоторые из них могут иметь другой диапазон рабочих температур, промышленность по производству механической изоляции обычно приняла следующие определения категорий:

• Криогенные применения: -50 ° F и ниже
• Тепловые приложения
  • Охлаждение, охлаждение воды и ниже температуры окружающей среды): от -49 ° F до + 75 ° F
  • Области применения при средних и высоких температурах: от + 76 ° F до + 1200 ° F
• Применение огнеупоров: от + 1200 ° F и выше

Выбор изоляционного материала для конкретного применения требует понимания физических свойств, связанных с различными доступными материалами.

Использование Температура часто является основным фактором при выборе изоляционного материала для конкретного применения. Максимальные температурные характеристики обычно оцениваются с использованием ASTM C411 или C447. Эти методы испытаний включают в себя воздействие на образцы горячих поверхностей в течение длительного времени с последующей оценкой материалов на предмет любых изменений свойств. ASTM C411 указывается при воздействии на изоляционный материал поверхности с температурой окружающей среды и последующем использовании указанного цикла нагрева.ASTM C447 требует, чтобы изоляционный материал был установлен на поверхности, предварительно нагретой до максимальной рабочей температуры. Признаки деформации, растрескивания, расслоения, пламени, плавления или стекания капель указывают на превышение максимальной температуры использования материала. В настоящее время не существует принятого в отрасли метода испытаний для определения минимальной температуры использования изоляционного материала, но минимальные температуры обычно определяются путем оценки целостности и физических свойств материала после воздействия низких температур.

Теплопроводность определяется в ASTM C168 как временная скорость установившегося теплового потока через единицу площади однородного материала, вызванного единичным градиентом температуры в направлении, перпендикулярном этой единице площади. Термин кажущаяся теплопроводность используется для многих изоляционных материалов, чтобы указать, что могут присутствовать дополнительные непроводящие режимы теплопередачи (то есть излучение или свободная конвекция).

В изоляционной промышленности теплопроводность обычно выражается символом k в британских тепловых единицах · дюйм./ (ч фут² ° F) или? в единицах Вт / (м · ° C).

Кажущаяся теплопроводность изоляционных материалов является функцией температуры. Многие спецификации требуют, чтобы значения проводимости изоляции оценивались при средней температуре 75 ° F. Большинство производителей предоставляют данные о проводимости в диапазоне температур, чтобы сделать оценки более близкими к реальным условиям эксплуатации. Электропроводность плоских изоляционных материалов измеряется с использованием метода испытаний ASTM C177 или C518, тогда как проводимость изоляции труб обычно определяется с использованием метода испытаний ASTM C335.В настоящее время ASTM не обеспечивает согласованной процедуры испытаний изоляции труб при температурах ниже температуры окружающей среды (т. Е. Тепловом потоке). Таким образом, данные о проводимости для применений при температуре ниже окружающей среды получают либо путем экстраполяции результатов указанных выше испытаний окружающей среды, либо путем испытаний на плоском материале. В некоторых случаях испытания на плоских материалах дали более низкие значения проводимости, чем испытания на эквивалентных цилиндрических материалах.

Иногда используется ряд других терминов, относящихся к теплопроводности. Это не свойства материала, а используются для описания тепловых характеристик конкретных продуктов или систем.Общие описательные термины включают:

• Теплопроводность, или значение C, — это временная скорость установившегося теплового потока через единицу площади материала или конструкции, вызванного единичной разностью температур между поверхностями тела. Для плоской теплоизоляции или поверхностного слоя C рассчитывается как отношение теплопроводности к толщине (C = k / t).
• Термическое сопротивление, или R-значение, — это величина, определяемая разницей температур в установившемся режиме между двумя заданными поверхностями материала или конструкции, которая индуцирует единичный тепловой поток через единицу площади.Для плоской теплоизоляции или полотна R рассчитывается как отношение толщины к теплопроводности (R = t / k). Тепловое сопротивление обратно пропорционально теплопроводности.
• Коэффициент теплопередачи или коэффициент теплопередачи, — это скорость теплопередачи через единицу площади материала или конструкции и граничных воздушных пленок, вызванная единичной разницей температур между средами с каждой стороны. Единицами измерения U обычно являются британские тепловые единицы / (ч · фут² · ° F).

Плотность — это масса единицы объема материала.Что касается изоляции, мы обычно обращаем внимание на «объемную» или «кажущуюся» плотность продукта. Объемная плотность — это масса продукта, деленная на общий занимаемый объем, и представляет собой среднее значение плотностей отдельных материалов, составляющих продукт. Плотность обозначается символом? и выражается в фунтах / фут3 или кг / м3. Исторически плотность использовалась в качестве показателя других свойств изоляции (например, сопротивления сжатию) и до сих пор встречается в различных технических характеристиках изоляции.Это полезно при проектировании систем опор / подвесов, где необходимо учитывать общий вес системы. Это также становится важным в условиях переходного теплового потока.

Удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры единицы массы материала на один градус. Обычно он выражается в единицах британских тепловых единиц / фунт · ° F или кДж / кг · ° K.

Температуропроводность — это отношение проводимости материала к произведению его плотности и удельной теплоемкости.Это важное свойство в переходных ситуациях. Как правило, чем ниже коэффициент диффузии, тем больше в системе «теплового маховика». Единицы измерения — фут² / ч или м² / с.

Щелочность или pH описывает склонность материала к щелочной или кислой реакции. Для изоляционных материалов он измеряется на экстракте материала в дистиллированной воде. Результаты представлены на шкале pH, где значения выше 7,0 указывают на щелочную реакцию, а ниже 7,0 — на кислотную.

Сопротивление сжатию определяется как сжимающая нагрузка на единицу площади при заданной деформации.Когда указанная деформация является началом полного разрушения, это свойство называется прочностью на сжатие. Прочность на сжатие измеряется в фунтах / дюйм² или фунтах / фут² и важна там, где изоляционный материал должен выдерживать нагрузку без раздавливания (например, изоляционные вставки, используемые в трубных подвесках и опорах). Когда изоляция используется в компенсационном или усадочном шве для компенсации изменения размеров, желательны более низкие значения сопротивления сжатию. Метод испытаний ASTM C165 используется для измерения сопротивления сжатию волокнистых материалов, а метод испытаний ASTM D1621 используется для пенопластов.

Сопротивление изгибу изоляционного материала блока или плиты — это способность противостоять изгибу. Он определяется ASTM C203 и измеряется в фунтах / дюйм² или фунтах / фут². Связанный с этим термин прочность на изгиб — это сопротивление изгибу при разрушении.

Линейная усадка — это мера изменения размеров, которая происходит в изоляционном материале в условиях воздействия тепла. Большинство изоляционных материалов начинают давать усадку при определенной температуре. Обычно степень усадки увеличивается с повышением температуры воздействия.В конце концов, будет достигнута температура, при которой усадка станет чрезмерной, и материал превысит свой полезный температурный предел. Линейная усадка определяется стандартом ASTM C356, который определяет выдержку в течение 24 часов.

Проницаемость для водяного пара определяется как скорость прохождения водяного пара через единицу площади плоского материала единичной толщины, вызванная единичным перепадом давления пара между двумя конкретными поверхностями, при заданных условиях температуры и влажности.Для изоляционных материалов проницаемость для водяного пара обычно выражается в единицах проницаемости на дюйм. Связанный и часто сбиваемый с толку термин — проницаемость для водяного пара (в проницаемости), которая описывает поток водяного пара через материал определенной толщины и обычно используется для определения характеристик замедлителя образования пара. При температурах ниже окружающей среды важно минимизировать скорость потока водяного пара к холодной поверхности. Обычно это достигается за счет использования замедлителей образования пара с низкой проницаемостью, изоляционных материалов с низкой проницаемостью или того и другого.Метод испытаний ASTM E96 используется для измерения свойств пропускания водяного пара изоляционных материалов.

Водопоглощение обычно измеряется путем погружения образца материала под определенный напор воды на определенный период времени. Это полезная мера при рассмотрении количества жидкой воды, которая может быть поглощена из-за утечек воды через погодные барьеры или во время строительства. Водопоглощение измеряется рядом различных методов погружения (ASTM C209, ASTM C240, ASTM C272 и ASTM C610).Эти методы различаются по продолжительности погружения (от 10 минут до 48 часов), единицам измерения (процент по весу или процент по объему) и требованиям как к предварительному кондиционированию (т. Е. Тепловому старению), так и по последующему кондиционированию (дренаж образца и обыск). Эти различия затрудняют прямое сравнение данных водопоглощения.

Сорбция водяного пара — это показатель количества водяного пара, сорбированного (путем абсорбции или адсорбции) изоляционным материалом в условиях высокой влажности.Процедура испытания (ASTM C1104) включает сушку образца до постоянного веса, а затем выдержку его в атмосфере с высокой влажностью (120 ° F, 95% относительной влажности) в течение 96 часов.

Wicking — это проникновение смачивающей жидкости в материал за счет капиллярного действия. Для изоляционных материалов впитывание жидкой воды нежелательно, поскольку это может ухудшить свойства изоляции. Капиллярность измеряется с помощью ASTM C1559, который включает в себя помещение образцов изоляции в поддон с жидкой водой и измерение капиллярного подъема через 1-недельный период.

MIDG предлагает Руководство по эксплуатационным характеристикам изоляционных материалов, которое позволяет вам ввести желаемую рабочую температуру и сравнить различные изоляционные материалы, которые можно использовать при этой температуре, и их физические свойства. Инструмент находится по адресу www.wbdg.org/design/midg_materials.php#ppgim.

Производство изоляции

Для большинства систем механической изоляции требуется определенная степень изготовления, в зависимости от сложности работы и используемых материалов.Некоторые виды механической изоляции можно заказать напрямую у производителей изоляции стандартных размеров с заводской облицовкой. Эти продукты по-прежнему требуют некоторого производства в полевых условиях для размещения клапанов, фитингов и т. Д. Другие изоляционные материалы (например, пеностекло, фенол, полиизоцианурат и полистирол) производятся в виде относительно больших блоков или пучков, и их необходимо разрезать до нужного размера и форма. Хотя такое изготовление иногда выполняется в полевых условиях, работа чаще выполняется производителями изоляции и / или дистрибьюторами / производителями, которые специализируются на этой работе.

Стандарты и инструкции по изготовлению изоляции обычно разрабатываются производителями изоляции на основе опыта работы с их продуктами. Эти стандарты содержат подробные сведения об используемых размерах и допустимых допусках. В некоторых случаях доступны стандартные отраслевые спецификации. Их:

• ASTM C585 Стандартная практика для внутреннего и внешнего диаметров жесткой теплоизоляции для номинальных размеров труб и трубопроводов
• ASTM C450 Стандартная практика изготовления теплоизоляционных крышек фитингов для трубопроводов NPS и футеровки сосуда
• ASTM C1639-07 Стандартные технические условия для изготовления труб из ячеистого стекла и изоляции трубок.

Специалистам рекомендуется использовать эти стандарты при определении готовых изделий или указывать изготовление в соответствии с инструкциями производителей изоляции. Это может быть особенно важно в зависимости от типа используемого клея.

Заключение

Для использования в механических системах доступен широкий спектр изоляционных материалов, облицовок и аксессуаров. Список постоянно меняется по мере изменения существующих продуктов, разработки новых продуктов и прекращения использования других продуктов.Задача разработчика системы изоляции — выбрать продукты или комбинацию продуктов, которые будут удовлетворять проектным требованиям с наименьшими общими затратами на протяжении всего срока реализации проекта. В большинстве случаев разработчик обнаружит, что существует ряд продуктов или систем, которые будут работать, и окончательный выбор будет зависеть от стоимости, доступности или других соображений.

Разница между горячими и холодными изоляционными материалами

Трудно сделать выбор между покупкой горячих или холодных изоляционных материалов, не зная по-настоящему обе стороны истории.Обе формы изоляционных материалов в конечном итоге сэкономят вам деньги, но очень важно определить, какой из них является наиболее практичным и рентабельным для вашей системы трубопроводов.

Есть вопросы, которые нужно задать при выборе утеплителя. На вершине этого дерева решений находится самый важный: является ли оборудование или трубопровод, которые мы изолируем, горячим или холодным? После ответа на этот вопрос следующий вопрос: интерьер или экстерьер? Ответ на эти два вопроса даст толчок процессу принятия решения при выборе изоляции.

Горячие изоляционные материалы

Съемная изоляция специально разработана для изоляции систем трубопроводов, транспортирующих газ и вещества при высоких температурах.Материалы, из которых изготовлена ​​изоляция, защищают трубы от перегрева, сохраняя при этом тепло внутри трубы. Это помогает сократить счета за электроэнергию для вашего объекта, экономя ваши деньги в долгосрочной перспективе.

Итак, какие материалы используются в условиях, когда требуется горячая изоляция? Ну, это зависит от целевого назначения изолируемой трубы. Существует обширный список материалов для различных целей. Ниже приведены 3 распространенных материала:

• Cray Flex : Этот материал обладает высокой термической, термостойкостью и химической стойкостью, при этом производится из высококачественного сырья.
• Минеральная вата на полимерной связке : Минеральная вата на полимерной связке, используемая как для холодной, так и для горячей изоляции, обладает высокой термической, химической и термостойкостью с непревзойденной стабильностью размеров.
• Спирально-намотанное стекловолокно : Этот тип стекловолокна сложен в установке, но он чрезвычайно недорог для обеспечения горячей изоляции. Он поддерживает надлежащую температуру транспортируемого содержимого и обеспечивает сохранение избыточного тепла в системе трубопроводов.

Самая важная часть при выборе горячего изоляционного материала — это понимание максимальной температуры, которую будет покрывать изоляция.Компоненты с температурой ниже 350 ° F могут быть покрыты готовым формованным стекловолокном. Когда компоненты имеют температуру около или выше 1000 ° F, обычно требуется изоляция из диоксида кремния или керамики. При выборе и установке изоляции для горячих компонентов очень важно придерживаться рекомендаций производителя.

Материалы для холодной изоляции

Так же, как и материалы для горячей изоляции, некоторые материалы, используемые для производства холодной изоляции, различаются в зависимости от системы труб, которые они изолируют.Следовательно, материалы, используемые для горячей или холодной изоляции, зависят от настройки конкретной системы трубопроводов. Два общих материала, используемых для изоляции холода:

• Пенополиуретан: Идеально подходит для работы с веществами с низкой теплопроводностью и веществами с отрицательной температурой. Пенополиуретан также обеспечивает низкое дымовыделение и низкую проницаемость для водяного пара.
• Пенопласт: Пенопласт также часто рекомендуется для контроля конденсации, поскольку технология с закрытыми порами обладает высокой устойчивостью к парам влаги.

С охлаждающей изоляцией сохранение холода так же важно, как и отвод тепла. На трубах с охлажденной водой используется много типов изоляции. Два самых популярных — пеностекло и резиновый утеплитель или Armaflex. Хотя с ними немного сложнее работать, чем с предварительно формованным стекловолокном, при правильной установке эти материалы отлично справляются с задачей предотвращения конденсации и потери энергии.

В чем разница?

Разница между горячими и холодными изоляционными материалами сводится к нескольким вещам.Во-первых, материалы, используемые в покрытиях для горячей изоляции, не требуют барьера для водяного пара, который необходим системе холодной изоляции для правильного функционирования. Барьер для водяного пара помогает предотвратить деградацию металла, которая может произойти со временем.

Накопление конденсата происходит в холодных системах, поэтому для решения этой проблемы требуется изгибаемая или гибкая изоляция. Следовательно, типы металла, стекловолокна, пенопласта и других материалов, используемых для тепловых мостов в холодной изоляции, намного более гибкие и пластичные, чем те, которые используются в горячих изоляционных материалах.

Наконец, в холодоизоляции необходима структура с закрытыми ячейками, чтобы избежать капиллярного впитывания. Материал в высокотемпературной изоляции пропускает воду, потому что тепло вызывает испарение влаги. Однако в системе холодной изоляции вода не испаряется. Закрытая ячеистая структура холодного изоляционного материала помогает предотвратить эту проблему.

Обертывание

После того, как изоляция выбрана, необходимо выбрать внешнюю оболочку. Когда изоляция установлена ​​правильно и по предложениям производителя, покрытие обычно выбирается для окружающей среды, которой оно будет подвергаться, а не для горячего или холодного типа, которое оно изолирует.Для внутренних компонентов, по которым нельзя наступать или подвергаться частым повреждениям, обычно используется ПВХ или силикон. Для труб, которые могут подвергаться частым повреждениям, можно использовать металл или более толстый ПВХ.

Что такое ячеистый бетон? Типы и материалы

🕑 Время чтения: 1 минута

Ячеистый бетон — это специальный бетон, изготовленный путем смешивания портландцемента, песка, золы-уноса, воды и предварительно сформированной пены в различных пропорциях с образованием затвердевшего материала, имеющего плотность сушки в печи 50 фунтов на кубический фут (PCF) или менее. .

Согласно определению ACI, плотность ячеистого бетона должна быть менее 50 фунтов на кубический фут. В любом случае, ячеистый бетон может иметь плотность от 20 до 120 PCF.

Одной из важных характеристик специально разработанного ячеистого бетона является самоуплотняющееся свойство, при котором не требуется уплотнение, и он постоянно вытекает из выпускного отверстия насоса и заполняет форму. Благодаря этому свойству его можно перекачивать на большую высоту и на большие расстояния.